Vesileima

Monisävyvesileimassa (engl. multi tone watermark) paperin kuidut asettuvat niin, että tiheys on vaihteleva: tämä saa paperiin aikaiseksi yksityiskohtaisen vaihtuvan kolmiulotteisen vaikutelman. Sama vesileima voi sisältää runkopaperia sekä vaaleampia että tummempia alueita. Monisävyvesileimoja käytetään etenkin pankin ihmistä kuvaavissa papereissa, kuten seteleissä. Monisävyvesileimoja on erittäin vaikea kopioida niiden yksityiskohtaisuuden ja tiheyden vaihteluiden vuoksi.[7]

Korostevesileimassa (engl. highlight watermark) paperin paikallista paksuutta vähennetään, jolloin paperin läpinäkyvyys paranee. Korostevesileima tunnetaan myös nimellä elektrotypisesti muodostettu vesileima.[7]

Pikselivesileimatekniikalla saadaan tuotettua erittäin yksityiskohtaisia ja hankalasti kopioitavia efektejä paperiin. Menetelmässä paperin paksuutta vaihdellaan kuten monisävyvesileimassa, jotta saadaan haluttu vaaleampi tai tummempi efekti. Pikselitekniikka valitaan, kun halutaan tarkka jäljennös esimerkiksi valokuvasta.[7]

Vesileima 1600-luvun puolalaisessa asiakirjassa.

Vanhimman tunnetun vesileiman valmisti Cartiere Miliani -paperitehdas vuonna 1282 Fabrianossa Italiassa. Vesileiman aihe oli risti, jonka keskellä ja päissä oli ympyrät.[10] Kyseinen vesileima oli valmistettu metallisen seulan esittelyä varten. Toinen varhainen vesileima-aiheena käytetty kuva oli heraldinen lilja. Tällainen on löydetty vuodelle 1285 päivätystä paperista.[2][5] Ensimmäisen kerran käsitettä “vesileima” käytti juristi Bartola de Sassoferrato 1340-luvulla arvioidessaan, pitäisikö paperinvalmistajalta kieltää toisen valmistajan vesileiman käyttö.[5]

Vesileimat kehittyivät aikojen saatossa paperimestarin henkilökohtaisesta tunnuksesta paperitehtaan maantieteellisestä sijainnista tai paperin laadusta, eritoten mitoista, kertovaksi tunnukseksi.[2][5] Vesileiman suosio kasvoi 1400-luvun puolessa välissä niin merkittäväksi, että tuolloin ilman vesileimaa tuotettiin vain vähäisiä määriä paperia.[5]

Perinteiset vesileima-aiheet olivat tyypillisesti langasta tehtyjä kuvioita, jotka toistuivat paperissa vaaleampina kohtina. Merkittävin harppaus vesileiman kehityksessä asettuu 1700- ja 1800-lukujen vaihteeseen, jolloin metalliverkot kehittyivät sellaiseksi, että yksityiskohtien toistoa saatiin lisättyä puristamalla aihe suoraan verkon pintaan. Aluksi verkon pintaan puristetut muodot olivat kuitenkin yhä tasaisia pintoja.[6]

Englantilaista William Henry Smithiä pidetään ensimmäisenä sekä vaaleita että tummia alueita sisältävän vesileiman kehittäjänä. Vuonna 1848 hän oivalsi, että mikäli verkkoon puristettava muoto on kolmiulotteinen reliefi, on lopputuloksena reliefin mukainen monisävyinen vesileima. Reliefin syvimmät kohdat keräävät enemmän kuituja ja toistuvat näin ollen tummempina. Puristukseen käytettävät kappaleet valmistettiin aluksi kaivertamalla reliefi vahaan ja kopioimalla aihe galvanoplastisesti metalliseksi laataksi.[6]

Vesileimapaperin valmistus koneellistui 1800-luvulla. Sylinterin avulla paperimassan altaasta nostavan paperikoneteknologian kehitti John Dickinson vuonna 1808. T. J. Marshall kehitti egutöörin Englannissa vuonna 1825. [11]

Suomessa piispa Johannes Gezelius vanhempi perusti ensimmäisen paperitehtaan (1667 – 1713) Tomasbölen kylään lähelle Tammisaarta. Paperitehtaan tiedetään käyttäneen vesileimaa, joskin erittäin harvoin. Nykyisin Suomessa vesileimapaperia valmistaa Tervakosken paperitehdas.[12]

Filigranologiaa käyttäen suomalaista paperinvalmistusta tutkinut Nils J. Lindberg on tehnyt aiheesta väitöskirjan.[13] Väitöskirjassa on paljon piirustuksia vanhoista vesileimoista. Nykyisin on olemassa tietokantoja, joista voi halutessaan kaivaa esiin suomalaisten paperitehtaiden vesileimoja, jos vaikka sattuu saamaan käsiinsä oikein vanhan teoksen tai asiakirjan.[14]

Havainnekuva egutöörimenetelmän toimintaperiaatteesta.[16]

Rakennusta esittävä vesileima-aihe kiinnitettynä testipaperikoneen egutöörin pintaan.

Egutööri (engl. dandy roll) on metalliverkkosylinteri, johon vesileiman aineisto on perinteisesti ommeltu metallilangalla sylinterin pinnalle painamaan kohokuvio paperiin. Egutööri muodostaa vesileiman viiralla olevaan paperimassaan massan ollessa vielä märkää. Rulla siis toisin sanoen ohentaa paperin paikallista paksuutta painaessaan paperiin halutun kuvioinnin. [16]

Menetelmässä on huomioitava perinteiseen käsityönä tapahtuvaan paperinvalmistukseen verrattuna paperin venyminen egutöörin vaikutuksesta. Mittatarkassa vesileima-aiheessa tulee kompensoida prosessin aiheuttama venymä. Koska perinteisessä paperinvalmistuksessa vesi valuu alas vesileima-aiheen läpi egutöörin puolestaan muodostaessa vesileiman jo kuivumisen aloittaneen liikkeessä olevan paperin pinnalle ylhäältä päin, tulevat käsin valmistetut vesileimat aina olemaan selkeämpiä ja yksityiskohtaisempia kuin konevalmisteiset.[6][16]

Alun perin egutööri valmistettiin ruostumattomasta pronssista. Nykyisin käytetään myös kulutusta kestäviä synteettisiä materiaaleja.

Egutöörimenetelmällä pystytään valmistamaan monisävyvesileimoja, mutta vesileimatutkimuksen uranuurtajan Dard Hunterin mukaan vaaleita ja tummia sävyjä sisältävät vesileimat ovat parhaimmillaan sylinterimenetelmällä valmistettuna. Hunterin mukaan egutöörimenetelmällä valmistetut vesileimat ovat jotensakin himmeitä ja niistä uupuu kontrasti ja loisto.[7][6]

Havainnekuva sylinterimenetelmän toimintaperiaatteesta.[16]

Valmistettaessa vesileima sylinteritekniikalla (engl. cylinder mould watermark) rautalankaverkolla päällystetty sylinteri pyörii paperikoneen alkupäässä perälaatikossa puoliksi vedenpinnan alla. Sylinterin sisällä oleva imu vetää sulppua sylinteriä vasten. Sylinteri nostaa sulpun perälaatikosta viiralle. Viiran päällä vesileima-aiheen painavan egutöörin sijasta vesileima-aihe voidaan kiinnittää tai muotoilla myös tähän sylinteriin. Vesileima luodaan yleisimmin sylinterin pinnassa olevan reliefin avulla.[11][17]

Sylinteritekniikalla valmistetussa vesileima-aiheessa voi olla paperikuitujen paikallista tiheyttä lisääviä tai vähentäviä yksityiskohtia, jolloin vesileima-aihe voi sisältää muuta paperia vaaleampia tai tummempia kohtia.[3] Menetelmällä saavutetaan erittäin tarkka yksityiskohtien toisto ja vahva kontrasti; lisäksi tekniikkaa on erittäin vaikea kopioida yksityiskohtaisuutensa vuoksi. Sylinteritekniikka onkin yleisin ja luotettavin tapa valmistaa vesileimoja. Tekniikkaa käytetään valmistettaessa passeja, pankkipapereita tai muita virallisia asiakirjoja.[7][11]

Sylinterivesileima on laadukkaampi kuin egutöörimenetelmällä valmistettu vesileima. Menetelmällä saavutetaan parempi kontrasti ja sävyntoisto. Tätä selittää se, että egutöörimenetelmässä osa vedestä on poistunut vesileiman puristuksen vaiheessa, sekä vettä poistuu myös vesileima-aiheen muodostavan egutöörin vastaiseen suuntaan, viiran läpi. Sylinteritekniikassa vesileima muodostetaan välittömästi hetkellä, jolloin veden poistuminen sulpusta alkaa. Vesi poistuu tässä vaiheessa vesileima-aiheen muodostavan sylinterin suuntaan mikä on omiaan parantamaan lopputuloksen laatua.[11]

Paras sävyntoisto saavutetaan lyhytkuituisella paperimassalla.[6]

Vesileiman suunnittelu alkaa aiheen luonnostelusta. Luonnoksen perusteella valmistellaan vesileiman varsinainen aineisto suunnitteluohjelmistolla. Vesileima-aiheeseen määritellään, mitkä alueet ovat paperia tummempia ja mitkä vaaleampia. Näiden lisäksi vesileima-aihe voi sisältää portaattomia sävyliukuja tummasta vaaleaan.[18]

Vesileima-aiheen aineiston viimeistelyä seuraa tyypillisesti asiakashyväksyntä. Aineiston avulla voidaan valmistaa myös lopputulosta jäljittelevä simulaatio, päätöksenteon helpottamiseksi.[19]

Hyväksytystä vesileima-aiheesta tehdään 3D-muunnos korkopuristustyökalun kaiverrusta varten. Korkopuristustyökalu sisältää tyypillisesti naaraskappaleen ja uroskappaleen. Naaraskappaleessa pinnan tasoa syvemmällä olevat kohdat ovat uroskappaleessa kohollaan ja päin vastoin.[20] Kappaleet kiinnitetään hydrauliseen puristimeen, jolla vesileima-aihe puristetaan kappaleiden väliin sijoitettuun verkkoon. Tässä vaiheessa on mahdollista valmistaa testiympäristössä ensimmäinen todellinen vedos vesileimasta ennen kokonaisen sylinterin valmistuksen aloittamista. Kokonaiseen sylinteriin vesileima-aihe toistetaan prosessin edellyttämän jakomitan ja asemoinnin mukaisesti. Tämän jälkeen verkko on valmis kiinnitettäväksi sylinterin ympärille. [21]